EP0304881B1 - Touch system for coordinate measuring apparatus - Google Patents

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EP0304881B1
EP0304881B1 EP19880113739 EP88113739A EP0304881B1 EP 0304881 B1 EP0304881 B1 EP 0304881B1 EP 19880113739 EP19880113739 EP 19880113739 EP 88113739 A EP88113739 A EP 88113739A EP 0304881 B1 EP0304881 B1 EP 0304881B1
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EP
European Patent Office
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probe
head
probe head
system
receptacle
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EP19880113739
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EP0304881A1 (en
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Karl-Hermann Dr. Breyer
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Carl Zeiss AG
Original Assignee
Carl Zeiss SMT GmbH
Carl Zeiss AG
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B7/00Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic means
    • G01B7/002Constructional details of contacts for gauges actuating one or more contacts
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B7/00Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic means
    • G01B7/004Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic means for measuring coordinates of points
    • G01B7/008Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic means for measuring coordinates of points using coordinate measuring machines
    • G01B7/012Contact-making feeler heads therefor

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Tastsystem für Koordinatenmeßgeräte, mit einem ein Antastsignal liefernden Tastkopf, der eine Aufnahme für auswechselbar daran befestigte Taststifte besitzt. The invention relates to a probe system for coordinate, providing a contact signal with a probe, which has a receptacle for removably attached thereto styli.
  • Tastköpfe vom schaltenden Typ liefern ein impulsförmiges Ausgangssignal in dem Moment, in dem der Antastformkörper am Taststift des Tastkopfes das zu vermessende Werkstück berührt. Probes of the switching type supply a pulse-shaped output signal at the moment in which the shaped sensing body in contact with the workpiece to be measured on the stylus of the probe. Ein Tastkopf diesen Typs ist beispielsweise in der US-A 41 77 568 beschrieben. A probe of this type is described for example in US-A 41 77 568th Zur Erhöhung der Genauigkeit der Erkennung des Antastvorganges besitzt dieser bekannte Tastkopf einen piezoelektrischen Sensor, der bereits bei sehr kleiner Antastkraft und damit bei der ersten Berührung des Werkstückes anspricht und ein Signal liefert, das zum Festhalten der in diesem Moment von den Maßstäben des Koordinatenmeßgerätes abgelesenen Meßwerten dient. To increase the accuracy of recognition of the probing process, this known probe has a piezoelectric sensor which responds at very small measuring force, and thus at the first touch of the workpiece and provides a signal for holding the read at this moment of the scales of the coordinate measured values serves. Ein zweiter Signalimpuls wird erzeugt, wenn sich der bewegliche Taststiftträger im weiteren Verlauf der Antastbewegung aus seiner Ruhelage entfernt. A second signal pulse is generated, when the movable stylus in the further course of the Antastbewegung away from its rest position. Dieser zweite Impuls dient dazu, den ersten Antastimpuls zu verifizieren und gegen Störimpulse, die beispielweise durch Erschütterungen der Maschine hervorgerufen werden, zu diskriminieren. This second pulse is used to verify the first Antastimpuls and to discriminate against interference pulses, which are caused for example by vibrations of the machine.
  • An der beweglichen Taststiftaufnahme dieses bekannten Tastkopfes können unterschiedliche Taststiftkombinationen mit Hilfe einer Wechseleinrichtung befestigt werden, wie sie in der US-A 46 37 119 sowie in dem Prospekt Nr. 60-20-027e mit dem Titel "Probe Changing Systems" (Druckvermerk III/85) der Anmelderin beschrieben ist. different styli can be attached by means of a changeover device to the movable stylus retainer of this known probe, as described in US-A 46 37 119 and in the brochure no. 60-20-027e entitled "sample Changing System" (imprint III she / 85) of the applicant is described.
  • Mit diesem bekannten Tastsystem lassen sich nicht alle in der Praxis vorkommenden Meßaufgaben zufriedenstellend lösen. With this known probe itself can not solve all measurement tasks encountered in practice satisfactory. Bei Meßaufgaben, die sehr lange bzw. sehr schwere Taststiftkombinationen erfordern, tritt in Verbindung mit hohen Beschleunigungen beim Verfahren des Tastkopfes das Problem auf, daß der Taststiftträger aus seinem Lager ausgehoben wird und bereits beim Anfahren bzw. beim Abbremsen einen Antastvorgang vortäuscht. For measuring tasks that require very long or very heavy styli clusters, the problem occurs in conjunction with high accelerations in the process of the probe that the stylus is lifted from his stock and already simulates a probing during startup or when braking.
  • Zur Lösung von Meßaufgaben, die große Taststiftlängen erfordern, ist es bekannt, anstelle eines zentralen Tastkopfes, der verschiedene Taststiftkombinationen trägt, eine Vielzahl kleiner schaltender Tastkörpfe vorzusehen, die nur einen sehr kurzen Taststift besitzen und selbst über entsprechende Verteiler oder Verlängerungen am Koordinatenmeßgerät befestigt sind. To solution of measurement tasks that require large probe lengths, it is known, instead of a central probe, the various styli contributes to provide a plurality of small switching Tastkörpfe which have only a very short stylus and are secured even via appropriate distributor or extensions on the coordinate measuring. Ein derartiges Tastsystem ist beispielsweise in der deutschen Patentanmeldung DE-A-36 34 689 bzw. der gleichlautenden US-Patentanmeldung Ser.No. Such a probe is for example in the German patent application DE-A-36 34 689 or the identical US-patent application Ser.No. 105 825 sowie in der Messeinformation "Microtechnic 86" der Anmelderin (Prospekt Nr. 60-25-004-d, Druckvermerk XI/86) bekannt. 105 825 and in the exhibition information "Microtechnic 86" of the applicant (brochure no. 60-25-004-d, imprint XI / 86) are known. Wie aus den Bildern 4 - 6 auf den Seiten 12 - 13 in der genannten Messeinformation hervorgeht, sind diese kleinen schaltenden Tastköpfe mit geringerem Durchmesser über eine als Kollisionsschutz wirkende Knickstelle am Koordinatenmeßgerät befestigt. As seen from the pictures 4 - 6 on pages 12 - 13 seen in said fair information, these small switching probes are fastened with a smaller diameter on which acts as a collision protection bend on the coordinate measuring. Dieser Kollisionsschutz besitzt einen Schalter, der im Kollisionsfalle anspricht und mit der Steuerung des Koordinatenmeßgerätes verbunden ist. This collision protection comprises a switch responsive in case of collision and is connected to the control of the coordinate.
  • Der Kollisionsschutz ist aber mit einer im Vergleich zu der Vorspannng des Taststiftträgers in einem Tastkopf des erstgenannten Typs mit sehr hoher Federkraft vorgespannt. The collision protection is, however, biased with a compared to the Vorspannng of the probe pin in a probe of the first type with a very high spring force. Dies ist erforderlich, damit die Null-Lage der daran befestigten Tastkopfkombinationen mit ihrer relativ großen Masse auch dann sichergestellt ist, wenn aufgrund ihrer außeraxialen Anbringung relativ hohe Kippmomente auf den Kollisionsschutz einwirken. This is necessary so that the zero position the attached Tastkopfkombinationen is also guaranteed with their relatively large mass, when relatively high tilting moments acting on the collision protection due to their off-axis mounting.
  • Das vorstehend beschriebene System mit vielen kleinen schaltenden Tastköpfen und einem dafür vorgesehenen Kollisionsschutz ist relativ aufwendig und verteuert den Preis des damit ausgerüsteten Koordinatenmeßgerätes. The system with many small switching probes and a dedicated collision protection described above is relatively complex and expensive the price of the finished therewith coordinate. Zu dem ist kein einfacher Wechsel zwischen den beiden Systemen möglich, weil hierzu das komplette System mit dem Kollisionsschutz abgebaut und dafür ein schaltender Taster des erstgenannten Typs angebaut werden müßte. To which no simple change between the two systems is possible because this complete system dismantled with the collision protection and for a touch trigger probe of the first type would have to be cultivated. Derartige Umbauten sind immer mit einem anschließenden Neukalibrieren der Tastsysteme verbunden. Such conversions are always associated with a subsequent recalibration of the probe systems.
  • Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Tastsystem der eingangs genannten Art so auszubilden, daß bei möglichst geringem Aufwand auch große Taststiftverlängerungen angebaut und mit hoher Geschwindigkeit verfahren werden können. It is the object of the present invention to provide a probe of the type initially cited such that can be grown large Taststiftverlängerungen at the lowest possible cost and process at high speed.
  • Diese Aufgabe wird durch ein Tastsystem und einem Verfahren zu dessen Betrieb mit den im Kennzeichen des Anspruches 1 bzw. 9 angegebenen Merkmalen gelöst. This object is achieved by a probe system and a method for its operation with the features specified in characterizing portion of claim 1 and 9 characteristics.
  • Durch diese Maßnahmen werden die Vorteile der beiden zum Stand der Technik beschriebenen Tastsysteme miteinander vereinigt, wobei gleichzeitig ein schneller Wechsel zwischen den beiden Systemen möglich ist. By these measures the advantages of the two probe systems described in the prior art are combined with each other, while permitting a quick change between the two systems. So bleibt der zB schaltende Zentraltaster, mit dem bereits eine Vielzahl verschiedener Meßaufgaben gelöst werden können, bei einem Wechsel auf das System mit mehreren kleinen schaltenden Tastköpfen an der Maschine und dient in dieser Betriebsart als Kollisionsschutz. Thus, for example, remains the switching central switch, to which a plurality of different measurement tasks already can be solved with a change in the system with several small probes switching on the machine and used in this mode as the collision protection. Der Wechsel selbst auf dieses zweistufige System kann ohne langwierige Umbauarbeiten einfach dadurch erfolgen, daß die kleinen schaltenden Tastköpfe der zweiten Art über die bereits vorhandene Tasterwechseleinrichtung anstelle der Sterntaststifte an den Zentraltaster angesetzt werden. The change itself to this two-stage system can be done simply by the fact that the small switching probe heads of the second kind are carried over the existing probe change means instead of Sterntaststifte to the central switch without lengthy renovations.
  • Für diesen Zweck ist es vorteilhaft, Kontakte zur bertragung der Antastsignale des zweiten Tastkopfes in die Taststiftaufnahme im ersten Tastkopf zu integrieren. For this purpose, it is advantageous to integrate contacts for transfer of the Antastsignale of the second probe in the stylus retainer in the first probe. Diese Kontakte dienen nicht nur zur bertragung der Antastsignale des zweiten Tastkopfes auf die am ersten Tastkopf vorhandene Kabelverbindung mit der Meßmaschine sondern können außerdem dazu dienen, das eingewechselte Teil, dh einen starren Taststift oder den zweiten Tastkopf, zu erkennen und automatisch in die jeweils dafür erforderliche Betriebsart umzuschalten. These contacts are not only used for transmission of Antastsignale the second probe to the present on the first probe cable connection to the measuring machine but can also serve the substitute part, ie to recognize a rigid stylus or the second probe and automatically each required for this in the switch mode.
  • Während der Zentraltastkopf bei eingewechseltem starren Taster also in an sich bekannter Art und Weise betrieben wird, erfolgt nach dem Einwechseln des zweiten Tastsystems eine Umschaltung auf die Signalgeber in diesem zweiten Tastsystem und gleichzeitig wird die Vorspannung, mit dem die Taststiftaufnahme im ersten Taster in ihre Ruhelage gedrückt wird, beispielsweise über eine motorisch zusammengedrückte Feder erhöht. During the Zentraltastkopf at eingewechseltem rigid probe so in is operated in a known manner is performed after the loading of the second probe system, a switchover to the signal transmitter in this second probe and at the same time the bias is, with the stylus retainer in the first push-button to its rest position is pressed, for example, increased by a motor-compressed spring. Der erste Tastkopf hat dann Kollisionsschutzfunktionen und die Ausgänge seiner Signalgeber werden vorteilhaft zum Zwecke der Stillsetzung der Antriebe der Meßmaschine im Kollisionsfalle an das entsprechende Steuerteil im Koordinatenmeßgerät weitergeleitet. The first probe then has collision protection functions, and the outputs its signal transmitter advantageously be forwarded for the purpose of stopping the drives of the coordinate measuring machine in the case of collision to the corresponding control part in the coordinate measuring.
  • Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Figuren 1 - 3 der beigefügten Zeichnungen. Further advantages of the invention will become apparent from the following description of an embodiment with reference to FIGS 1-3 of the accompanying drawings.
  • Fig. 1 Fig. 1
    ist eine vereinfachte Darstellung des erfindungsgemäßen zweistufigen Tastsystems bei eingewechseltem starren Taster; is a simplified representation of the two stage touch probe according to the invention at eingewechseltem rigid probe;
    Fig. 2 Fig. 2
    zeigt das zweistufige Tastsystem bei eingewechseltem schaltenden Tastkopf; shows the two-probe system with eingewechseltem switching probe;
    Fig. 3 Fig. 3
    ist ein Blockschaltbild der in Verbindung mit dem zweistufigen Tastsystem aus Fig. 1 bzw. Fig. 2 verwendeten Elektronik. is a block diagram of the electronics used in conjunction with the two-stage probe of FIG. 1 or FIG. 2.
  • In Fig. 1 ist mit (1) das Gehäuse eines Zentraltastkopfes vom ersten Typ bezeichnet. In Fig. 1 the housing of a Zentraltastkopfes is designated by the first type (1). Dieses Gehäuse kann über nicht näher dargestellte Verbindungselemente zB an der Pinole oder dem Querarm eines Koordinatenmeßgerätes befestigt werden. This housing can be attached through non-illustrated connection elements, for example, on the quill or the transverse arm of a coordinate measuring apparatus.
  • Im Inneren des Gehäuses befindet sich ein Dreipunktlager, auf dem der bewegliche Teil (2) des Tastkopfes aufliegt. Inside the housing is a three-point contact bearing, on which the movable part (2) rests of the probe. Von diesem Dreipunktlager sind nur die beiden Lagerkugeln (7a und 7b) dargestellt. only the two bearing balls (7a and 7b) of this three-point bearings are shown. Die Lagerkugeln bilden einen elektrischen Schalter, der das Abheben des beweglichen Teils (2) aus seinem Lager anzeigt. The bearing balls form an electrical switch, which indicates the lifting of the movable part (2) from its stock. Die elektrische Verbindung zu diesem Schalter ist mit (S7) bezeichnet. The electrical connection to this switch is denoted by (S7).
  • Der bewegliche Teil (2) des Tastkopfes (1) wird von einer Feder (3) in sein Lager gedrückt, die sich gegen einen im Gehäuse (1) geradgeführten und von einer Gewindespindel (6) axial verstellbaren Teller (4) abstützt. The movable part (2) of the probe (1) is urged by a spring (3) in its bearing, which geradgeführten against the housing (1) and of a threaded spindle (6) axially adjustable plate (4) is supported. Angetrieben wird die Gewindespindel (6) von einem Motor (5) im oberen Teil des Gehäuses (1). the threaded spindle (6) is driven by a motor (5) in the upper part of the housing (1).
  • Die Endlage des Bereiches, in dem sich die Feder (3) verstellen läßt, ist durch zwei Mikroschalter (16 und 17) im Gehäuse (1) markiert, gegen die der Teller (4) fährt. The end position of the area in which can be adjusted the spring (3), by two micro-switches (16 and 17) in the housing (1) selected, against which drives the plate (4).
  • Am beweglichen Teil (2) des Tastkopfes ist eine Taststiftaufnahme (8) mit Hilfe einer vereinfacht als Schraube (9) dargestellten Verbindung befestigt. The movable part (2) of the probe is a stylus retainer (8) by means of a simplified form as a screw fixed (9) the compound represented. Zwischen der Taststiftaufnahme (8) und dem Tragteil (2) ist ein piezoelektrischer Sensor (10) angeordnet, dessen Signal zur Antasterkennung dient. Between the stylus retainer (8) and the supporting part (2) is a piezoelectric sensor (10) is arranged whose signal is used for the contact detection. Im Inneren der Aufnahme (8) befindet sich ein Elektromagnet (11) mit einem permanentmagnetischen Kern. Inside the housing (8) is an electromagnet (11) with a permanent magnetic core. Mit Hilfe dieser ansich bekannten Wechseleinrichtung ist das Befestigungsteil (13) eines starren Taststiftes (14) gegen ein ebenfalls wieder aus Kugeln (12) gebildetes Dreipunktlager an der Unterseite der Taststiftaufnahme (8) gezogen. Using this known per se changing device, the fastening part (13) of a rigid probe pin (14) against an also of balls (12) formed three-point bearing to the underside of the stylus retainer (8) is pulled. Mit (15) ist der ferromagnetische Kern im Halteteil (13) für den Taststift (14) bezeichnet. With (15) the ferromagnetic core in the holding part (13) for the feeler (14) is designated.
  • Im Innern der Taststiftaufnahme (8) befinden sich außerdem Kontaktstifte, von denen zwei (18a und 18b) dargestellt sind. Inside the stylus retainer (8) is also located pins, two of which are shown (18a and 18b). Über die Funktion dieser Taststifte wird noch anhand von Fig. 2 ausgeführt werden. About the function of these styli will still be carried out with reference to FIG. 2. Bei eingewechseltem starren Taster, wie in Fig. 1 dargestellt, sind die Kontakte (18a und b) an Masse gelegt. In eingewechseltem rigid button, as shown in Fig. 1, the contacts (18a and b) are grounded.
  • In der Darstellung nach Fig. 2 ist anstelle des starren Taststifts (14) ein kompletter "kleiner" schaltender Tastkopf (21) mit im Vergleich zum Tastkopf (1) sehr viel geringerem Durchmesser über ein Zwischenstück (19) an die Taststiftaufnahme (8) des schaltenden Tastkopfs (1) angesetzt. In the illustration of FIG. 2, instead of the rigid probe pin (14) is a complete "small" switching probe head (21) in comparison to the probe head (1) is much smaller diameter via an intermediate piece (19) to the stylus retainer (8) of switching the probe head (1) applied.
  • Der Tastkopf (21) besitzt im Prinzip den gleichen Aufbau wie der Tastkopf (1). The probe (21) has the same construction as the probe (1) in principle. Er besitzt ein beweglich gelagertes Teil (22), das von einer Feder (23) gegen ein seine Nullage bestimmendes Dreipunktlager gedrückt wird. It has a movably mounted member (22) which is by a spring (23) pressed against a zero position determining its three-point bearing. Auch hier bilden die Lagerkugeln (27) einen elektrischen Schaltkreis. Again, the bearing balls (27) form an electrical circuit. Der Taststift (24) des Tastkopfs (21) ist über einen dazwischen gesetzten zweiten piezoelektrischen Sensor (20) mit dem Teil (22) verbunden. The stylus (24) of the probe (21) is connected via an interposed second piezoelectric sensor (20) with the part (22).
  • Der Tastkopf (21) ist mit Hilfe einer Überwurfmutter (29) am Verlängerungsstück (19) angeschraubt. The probe (21) is screwed by means of a union nut (29) on the extension piece (19). Dieses besitzt an seinem anderen Ende eine ferromagnetische Einlage (25) und wird vom Magnet (11) in der Taststiftaufnahme (8) des Zentraltastkopfes (1) gegen das Lager (12) der Tasterwechseleinrichtung gezogen. This has at its other end a ferromagnetic insert (25) and from the magnet (11) drawn in the stylus retainer (8) of Zentraltastkopfes (1) against the bearing (12) of the probe exchange device.
  • Das Verlängerungsstück (19) enthält an beiden Seiten Gegenkontakte (28a,b und 26a,b), die die Signale des piezoelektrischen Sensors (20) und des aus den Lagerkugeln (27) gebildeten Schalters an die Gegenkontakte (18a,b) in der Taststiftaufnahme (8) im Tastkopf (1) weiterleiten. The extension piece (19) on both sides of the mating contacts (28a, b and 26a, b), which switch the signals of the piezoelectric sensor (20) and from the bearing balls (27) formed on the mating contacts (18a, b) in the stylus retainer (8) forward in the probe head (1).
  • In der Darstellung nach Fig. 1 befindet sich die Feder (3) im teilentspanntem Zustand und übt nur eine geringe Kraft von ca. 0,2 N auf den Taststiftträger (2) aus. In the illustration of FIG. 1, the spring (3) is in teilentspanntem state and exerts only a small force of about 0.2 N to the stylus support (2). In dieser Stellung der Feder arbeitet der Tastkopf (1) in herkömmlicher Weise als schaltender Tastkopf, wobei die eingestellte Federkraft die Antastkraft bestimmt, die vom Taststift (14) auf das zu vermessende Werkstück ausgeübt wird. In this position, the spring of the probe (1) operates in a conventional manner as a switching probe head, wherein the set spring force determines the contact force, by the stylus (14) is exerted on the workpiece to be measured.
  • Bei eingewechseltem schaltenden Tastkopf (21) nach Fig. 2 ist die Feder (3) im Tastkopf (1) stärker zusammengedrückt. In eingewechseltem switching probe (21) according to Fig. 2, the spring (3) in the probe (1) is more compressed. Der Taststiftträger (2) liegt hier mit einer Kraft von ca. 50 N auf seinem Lager auf. The stylus support (2) is here with a force of 50 N on on his bed. In dieser Einstellung besitzt der Tastkopf (1) nur noch die Funktion eines Kollisionsschutzes, dh das Teil (2) rastet aus dem Lager aus, wenn der Tastkpf (21) oder die Tastkopfverlängerung (19) unabsichtlich gegen ein Hindernis gefahren wird. In this setting, the probe (1) has only the function of a collision protection, ie the part (2) disengages from the bearing when the Tastkpf (21) or the probe head (19) is inadvertently driven against an obstacle. Die eigentliche Antastung in der Einstellung nach Fig. 2 erfolgt mit Hilfe des Taststifts (24) des "kleinen" Tastkopfes (21). The actual probing in the setting according to Fig. 2 takes place by means of the stylus (24) of the "small" probe (21).
  • Zwischen den beiden Betriebsarten nach Fig. 1 und Fig. 2 wird mit Hilfe einer elektronischen Anordnung (30) umgeschaltet, der die Anschlußkabel des Motors (5), der Endlagenschalter (16 und 17) des schaltenden Lagers (7), des Wechselmagnets (11), und der Kontaktstifte (18a,b) zugeführt sind. Between the two operating modes according to Fig. 1 and Fig. 2 is switched with the aid of an electronic device (30) of the connecting cable of the motor (5), the limit switch (16 and 17) of the switching bearing (7), the alternating magnet (11 ), and the contact pins (18a, b are fed). Diese Anordnung (30) ist in Fig. 3 dargestellt und wird im Zusammenhang mit der nachfolgenden Erläuterung der Funktionsweise des Tastsystems beschrieben: Die Anordnung (30) enthält die Motorsteuerung (37) für den Motor (5) im Tastkopf (1). This arrangement (30) is shown in Figure 3 and described in connection with the following explanation of the operation of the probe system. The arrangement (30), the motor controller (37) for the motor (5) in the probe head (1). Die Motorsteuerung (37) ist mit einem Mikroprozessorsystem (36) verbunden und erhält von diesem die Steuersignale zur Einstellung der Federkraft der Feder (3). The motor controller (37) is connected to a microprocessor system (36) and receives the control signals for adjusting the spring force of the spring (3). Die Motorsteuerung (37) ist außerdem mit den Endlagenschaltern (16 und 17) verbunden, die das Erreichen der oberen bzw. unteren Verstellgrenze für die Feder rückmelden. The motor controller (37) is also connected to the limit switches (16 and 17), which confirm the reaching of the upper or lower Verstellgrenze for the spring.
  • Der Mikroprozessor (36) steuert gleichzeitig die Umschaltung der Tastsignale zwischen dem ersten und dem zweiten Tastkopf über die beiden Relais (34 und 35). The microprocessor (36) simultaneously controls the switching of the sampling signals between the first and second probe on the two relays (34 and 35). Vom Relais (35) wird beim Umschaltvorgang wahlweise der piezoelektrische Sensor (20) im Tastkopf (21) oder der piezoelekrische Sensor (10) im Tastkopf (1) an den Eingang einer Verstärker und Impulsformerstufe (33) gelegt. From the relay (35), the piezoelectric sensor (20) in the probe (21) or the piezoelekrische sensor (10) in the probe (1) (33) is placed in the switching operation optionally to the input of an amplifier and pulse shaper. Das Relais (34) legt in der Betriebsart nach Fig. 1 den Schalter (S7) des Lagers im Tastkopf (1) an den Eingang einer Triggerstufe (32). The relay (34) placed in the mode of Fig. 1 the switch (S7) of the bearing in the probe head (1) to the input of a trigger stage (32). Beim Umschalten in die Betriebsart nach Fig. 2 verbindet das Relais (34) den Schaltkreis (S7) mit der Kollisionsschutzschaltung (39) des Koordinatenmeßgerätes. When switching to the operation mode of FIG. 2, the relay (34) connects the circuit (S7) with the collision protection circuit (39) of the coordinate measuring apparatus.
  • Gleichzeitig wird der Schaltkreis (S27), dh das schaltende Lager im zweiten Tastkopf (21) an den Eingang der Triggerschaltung (32) gelegt. Simultaneously, the switching circuit (S27), that is, the switching bearing the second probe (21) applied to the input of the trigger circuit (32). Die Ausgänge der Schaltungen (33 und 32) werden in einer Koinzidenzschaltung (31) zusmmengeführt, von der die eigentliche Tastimpulsfolge an das Koordinatenmeßgerät weitergegeben wird. The outputs of the circuits (33 and 32) are zusmmengeführt in a coincidence circuit (31), of which the actual Tastimpulsfolge is passed on to the coordinate. Dieser Teil der Schaltung ist ansich bekannt und bereits Bestandteil der Elektronik des eingangs zum Stand der Technik genannten Tastkopfes. This part of the circuit is known per se and already mentioned the state of the art probe part of the electronics.
  • Die Steuerung des Umschaltvorganges kann entweder vom Koordinatenmeßgerät über den Mikroprozessor (36) erfolgen, oder von diesem selbst initiiert werden, wenn eine Möglichkeit zur Erkennung des eingewechselten Teils vorgesehen ist. The control of the switching operation can be performed either by the coordinate via the microprocessor (36), or are initiated by this, even if a possibility of detection of the loaded portion is provided. Hierzu dient die in Fig. 3 gestrichelt gezeichnete Kabelverbindung zwischen dem piezoelektrischen Sensor (20) und dem Mikroprozessor (36). This purpose is served in phantom in Fig. 3 subscribed cable connection between the piezoelectric sensor (20) and the microprocessor (36). Da die Kontakte (18a und 18b) beim eingewechseltem starren Taster (14) nach Fig. 1 an Masse gelegt sind, kann beispielsweise über eine Abfrage des Innenwiderstandes des angeschlossenen Kreises festgestellt werden, ob ein starrer Taststift (14) oder ein kleiner schaltender Taster (21) eingewechselt ist. Since the contacts (18a and 18b) when eingewechseltem rigid push button (14) according to Fig. 1 are grounded, for example, can be determined via a query to the internal resistance of the connected circuit, whether a rigid probe pin (14) or a small touch trigger probe ( 21) is loaded.
  • In der Darstellung nach Fig. 2 ist ein einzelner "kleiner" schaltender Taster (21) am Zentraltastkopf (1) über das Verlängerungsstück (19) angeschlossen. In the illustration of FIG. 2, a single "small" touch trigger probe (21) at Zentraltastkopf (1) on the extension piece (19) is connected. Es ist jedoch klar, daß auch mehrere kleine Tastköpfe über entsprechend als Verteiler ausgebildete Verbindungsstücke (19) angesetzt werden können. It is clear, however, that several small probes can be attached via correspondingly embodied as a distributor connectors (19). An dieser Stelle wird auf die eingangs bereits erwähnte Patentanmeldung P 36 34 689.6 verwiesen. At this point, reference is made to the above-mentioned patent application P 36 34 689.6. Weiterhin ist es möglich, anstelle des schaltenden Zentraltasters (1) einen Tastkopf vom messenden Typ oder einen Universaltaster einzusetzen, der zwischen den beiden Betriebsarten Furthermore, it is possible, instead of the switching central pushbutton (1) to use a probe of the measuring type or a universal switch connected between the two operating modes
  • a: a:
    Verwendung zur Tastsignalgewinnung und Use for Tastsignalgewinnung and
    b: b:
    Verwendung als Kollisionsschutz bei angesetztem zweiten Tastkopf Use as collision protection in an attached second probe
    umschaltbar ist. is switchable. Schließlich ist es auch möglich in Umkehrung dieses Prinzips einen kleinen messenden Tastkopf an einen schaltenden Zentraltastkopf anzusetzen. Finally, it is also possible to reverse this principle to set a small measuring probe to a switching Zentraltastkopf.

Claims (12)

  1. A probe system for coordinate-measuring instruments wherein a probe head includes a receptacle (8) for interchangeably mounted probe pins (13) and a signal output for producing a probe signal, the improvement wherein an auxiliary probe head (23) is provided having smaller dimensions compared to said first probe head, said auxiliary probe head being adapted for mounting to said receptacle (8) and having also a signal output producing a probe signal, and associated electronics (30) connected to said signal outputs of both probe heads, when said auxiliary probe head is mounted, for switching between two modes, in which modes the signal outputs for the probe signals either of said first probe head or of said auxiliary probe head are connected to the coordinate measuring instrument.
  2. The probe system of claim 1, wherein said electronics (30) is connected to a device (4-6) for varying the biasing force of the first probe head (1).
  3. The probe system of claim 1, wherein both probe heads (1, 21) are of the switching type and each of them contains a contact-responsive sensor (10, 20) and a switch (S7) responsive to deflection of the probe pin.
  4. The probe system of claim 2, in which said switch (S7) responsive to deflection in the first probe head can be connected to circuit means (39) for stopping the coordinate measuring instrument carrying said probe system.
  5. The probe system of claim 1, wherein said receptacle (8) includes electrically operated chucking means (11) and contacts (18a, b) for outputting transfer of the output signal of said auxiliary probe head (21).
  6. The probe system of claim 1, wherein said associated electronics (30) includes electronic means for recognizing the part mounted to said receptacle.
  7. The probe system of claim 1, wherein an extension member is provided for connecting the auxiliary probe head (21) to said receptacle (8) at the first probe head (1).
  8. The probe system of claim 7, wherein said extension member comprises separate means for mounting each of a plurality of auxiliary probe heads simultaneously.
  9. A method of operating a probe system for coordinate-measuring instruments comprising two probe heads (1, 21) having different dimensions, characterized by the fact that the second probe head (21) which has the smaller dimensions is mounted to the deflectable probe-pin receptacle (8) of the first probe head (1) having the larger dimensions; that the probe signals (S27, piezo 20) of the smaller probe head are fed to the coordinate-measuring instrument instead of the probe signals (S7, piezo 10) of the larger probe (1) and that the biasing force of the deflectable receptacle (8) of the first probe head is increased.
  10. A method according to claim 9, characterized by the fact that the probe signals (S7) of the first probe head (1) are used for controlling a collisions-protection circuit (39) of the coordinate-measuring instrument, as long as the smaller probe head is mounted.
  11. The probe system of claim 1 wherein the first probe head is a measuring probe and the second probe head is a probe of the switching type.
  12. The probe system of claim 1 wherein the first probe head is a switching probe and the second probe head is a probe of the measuring type.
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